刚性桩复合地基沉降机理与影响因素研究

探讨了天津软土地区刚性桩复合地基桩、土、垫层共同作用的特点,分析不同荷载作用下刚性桩复合地基桩土位移场及桩土应力比的变化规律;采用ANSYS有限元软件分析了垫层模量、桩间土模量,以及桩间距等因素对复合地基沉降变形的影响。研究表明:桩间土模量的变化对刚性桩复合地基的整体沉降量影响比较显著,复合地基的整体沉降量随桩间土体模量的增加而减小;桩间距是控制刚性桩复合地基整体沉降量的主要因素之一,地基沉降量随桩间距的减小而减小,但桩间距过小时,对减少刚性桩复合地基整体沉降量的作用并不明显。     

考虑桩、土、垫层协同作用的刚性桩复合地基沉降计算方法

提出计算刚性桩复合地基沉降的一种新方法,该方法充分考虑桩、土、垫层协同作用。通过假定桩土界面摩阻力与相对位移为理想弹塑性关系;同一水平面上的桩间土沉降相同;桩端土符合Winkler地基模型,结合桩、土、垫层工作机理分析,建立了协同作用基本微分方程,进而得到了大面积群桩复合地基桩、桩间土沉降解析解。对两个9桩复合地基的分析显示,该方法和现场实测及有限元分析吻合较好。     

考虑桩、土、垫层协同作用的刚性桩复合地基沉陷计算方法

提出计算刚性桩复合地基沉降的一种新方法，该方法充分考虑桩、土、垫层协同作用。通过假定桩土界面摩阻力与相对位移为理想弹塑性关系；同一水平面上的桩间土沉降相同；桩端土符合Winkler地基模型，结合桩、土、垫层工作机理分析，建立了协同作用基本微分方程，进而得到了大面积群桩复合地基桩、桩间土沉降解析解。对两个9桩复合地基的分析显示，该方法和现场实测及有限元分析吻合较好。     

刚性桩复合地基研究进展

刚性桩复合地基是目前我国发展较快的复合地基形式，本文从刚性桩复合地基的特点及其基本理论和研究现状等方面进行了各方面的阐述，并列举了国内现有的各种计算方法，对其优缺点等各个层面进行了论证，以及对刚性桩复合地基褥垫层厚的确定进行了论证，最后介绍了作者的研究成果，今后需要开展的研究工作以及刚性桩复合地基的发展方向。     

路堤荷载下刚性桩复合地基的沉降计算

分析了刚性荷载和柔性荷载作用下的刚性桩复合地基沉降特性,对CFG桩和PTC预应力管桩处理的路堤试验段进行了七种方法沉降计算,并与实测结果进行了对比分析,指出了各种方法的优缺点及适用性。     

水泥粉喷搅拌桩复合地基沉降计算的探讨

概述水泥粉喷搅拌桩在加固软土地基时的沉降计算模式,提出利用复合地基静载试验结果确定加固区复合变形模量来计算沉降量的方法,并提出粉喷桩变形模量Ｅｐ与侧限抗压强度ｑｕ的关系,对工程应用具有指导意义。     

多桩型组合桩复合地基承载力的可靠度分析

基于优化桩型的观点,将柔性桩和刚性桩组合,刚性桩和散体材料桩组合,形成多桩型组合桩复合地基,充分发挥了柔性桩、刚性桩和散体材料桩的优点,弥补了单一桩型在地基处理中的不足。通过对现有多桩型组合桩复合地基承载力计算方法进行分析,建立了多桩型组合桩复合地基极限承载力可靠度概率分析模型。用JC法进行可靠度计算。通过刚柔组合桩复合地基实例,分析了随机变量的变异性对可靠性指标影响。     

层状地基中基于虚土桩模型的单桩沉降计算方法

基于虚土桩模型及荷载传递法,针对理想弹塑性荷载传递函数,推导了均质地基中以桩侧土塑性发展深度为变量的桩顶荷载-沉降曲线计算方法,且进一步利用递推方法将其推广到层状地基中并给出了桩身轴力及桩侧摩阻力的计算方法。在此基础上,给出了荷载传递模型参数的选取方法并分析了虚土桩计算长度的影响因素及取值方法。然后,利用该算法分析了桩及虚土桩压缩模量对荷载-沉降曲线的影响。最后,结合工程实测数据,对比了计算荷载-沉降曲线、实测曲线和由规范方法得到的荷载-沉降曲线,结果表明:在一定的荷载范围内,采用基于虚土桩模型的单桩沉降计算方法计算得到的桩顶沉降值与实测值较为吻合,实际工程应用优于规范法。     

基于Boussinesq应力解和位移解的复合地基沉降可靠度分析

将复合地基的加固区和下卧层作为一个整体,加固区视为压缩模量为复合模量的天然地基,按天然地基的分层总和法计算复合地基沉降.以竖向荷载作用下Boussinesq应力解和位移解为基础,建立了复合地基沉降量的可靠度分析模型.并结合工程实例对复合地基沉降量的可靠指标的影响因素进行了分析.考虑复合地基变形可靠度分析中,功能函数的高...     

液化侧向扩展场地刚性排水管桩群桩振动台试验研究EI北大核心CSCD

地震作用下土体发生液化侧向扩展对建筑物极具破坏性,特别是对建筑物的桩基、高架桥梁等,消除和减小土体液化扩展引起的对结构安全的危害具有极大的意义。刚性排水管桩由圆形空心刚性桩与排水体结合而成,其在具有排水功能的同时,又具有较大的承载力,但是目前针对刚性排水管桩群桩抗液化性能的研究仍十分有限。基于振动台试验,开展了桩顶承台竖向荷载作用下刚性排水管桩群桩与普通桩群桩处理液化侧向扩展场地的振动响应对比研究,分析了地基土的超孔压比、加速度、平均沉降、承台位移、挡板位移以及桩身弯矩等。研究结果表明:刚性排水管桩地基与普通桩地基相比,超孔压、桩身弯矩、地基沉降、承台位移、岸壁位移明显减小,而加速度增大,充分表明刚性排水管桩的抗液化效果显著。     

高层主裙楼变厚度桩筏基础数值试验

 提供了一种桩-土-筏相互作用的计算模型，将筏板下的桩、土看成弹簧作用在筏板上，简化得到了软弱地基群桩应力和沉降等效分析模型，提出了一种群桩中单桩沉降的计算方法，建立了群桩中单桩非线性刚度的计算模型，并采用三维退化层合单元法对高层建筑主裙楼桩筏基础进行分析．     

高层建筑复合桩基中单桩的承载性状分析

复合桩基是一种充分利用桩间土、桩土共同作用的桩基础型式。在其中,确定桩体的承载力是非常重要的。基于一个应用复合桩基的高层建筑的工程实例,通过有限元对其整体建筑进行了随楼层荷载增加的三维非线性数值模拟。分析结果表明处于不同位置的桩(即角桩、边桩、中桩)的承载能力是不同的,单桩承载力的确定应将桩体浅层5d―10d(d为桩体直径)长度内的摩阻力剔除。本工程实例应用并验证了这些规律。     

打桩过程中桩的横向振动分析

利用Winkler地基土模型对锤击法沉桩时层状地基中预制桩建立了合理的力学模型。经过动力分析,给出了单桩在桩顶偏心动力竖向荷载作用下动力响应的数值解,并分析了激振强度、桩径、土对桩的水平地基反力系数以及土的粘滞阻尼系数等对桩动力响应的影响。为研究桩在强烈轴向和弯矩激振共同作用下的响应提供了初步的分析方法,特别对预制钢筋混凝土桩的设计和施工具有指导意义。     

双向增强体复合地基桩土应力比计算

针对竖向增强体-水平增强体-桩间土的整体相互作用特点,将水平向加筋垫层视为具有一定刚度的板,竖向桩体及桩间土简化为刚度不同的弹簧系列。以单个竖向桩体影响范围内的复合地基作为典型单元体进行分析,基于Winkler弹性地基圆板理论推导出水平加筋体的挠曲函数表达式,导出双向增强体复合地基桩土应力比计算式。最后对某工程算例进行计算分析,对路堤荷载大小、工后沉降值、面积置换率、桩土刚度比进行了参数研究,并探讨了桩土应力比随其主要影响因素的变化规律,计算与实测结果吻合较好。     

减沉桩基础作用特性的有限元分析

合理地控制沉降是减沉桩基础设计的指导思想和目标,由于这种基础形式形成和发展较晚,实际工程中大都以以往的经验为依据进行设计。采用弹塑性有限元法模拟减沉桩基础,分析桩土共同作用的机理,结合典型工程,重点分析影响沉降量的各个要素,并充分发挥有限元分析方法的特长比较了沉降量对各个影响因素的敏感程度,为减沉桩的设计提供理论依据和有效途径。有限元分析结果与工程实测结果吻合较好,表明减沉桩基础中桩和桩间土协同工作,共同承担上部荷载,能很好地控制建筑物的沉降量;调整桩长是控制沉降量的最有效手段。     

A numerical study of piled raft foundations

Abstract

This paper presents raft‐pile‐soil interaction for a vertically loaded flexible piled raft on layered subsoil using a two‐dimensional finite difference numerical tool. The subsoil is modeled as a linear elastic material and the raft is modeled as a beam structure under plane strain. In addition, the piles are simulated by a series of pile elements considering the pile/soil interface behavior. In the simulations, the required input parameters of soil, pile and interface are determined by back analyses of pile loading tests. Settlement, bending moment, both in pile and raft, as well as effects of raft flexibility for vertical uniform loading in the subsoil were examined. It is found that even though for vertical uniform loading, a relatively high bending moment may be induced in the piles due to lateral displacement of the stressed subsoil. For the case of a piled raft placed over a soft clay layer at ground surface the contact pressure at the raft‐soil interface is merely 4 ～ 6% of that developed in the unpiled raft. Nevertheless, the contact pressure may reach 15 ～ 25% of that of the unpiled raft if the piled raft is resting on a sand layer at the ground surface. This implies that the loading carried by the pile group could be reduced by almost 1/4 of the design load and it could eventually reduce the cost of pile group construction to a certain extent.     

广义复合基础的概念和工程实践

上部结构、基础、地基(含桩基)始终是一个共同作用着的整体,衡量这个整体是否安全可用,主要看建筑物的平均沉降与差异沉降是否满足要求。研究表明:对地基(含桩基)的支承刚度的大小和分布进行合理的调整是差异沉降控制设计最有效的方法。在此基础上提出了广义复合基础的概念,并对地基土承载力的合理取值进行讨论,同时给出了几种对地基支承刚度进行合理分布的方法,尤其是自适应变形调节器的研制,为解决端承桩复合桩基应用的难题提供了可能性。工程实例的成功应用表明:该文提出的广义复合基础的设计方法和相应的变形调节装置具有广阔的应用前景。